■直角三角形と直角三角錐の分割

【1】直角三角形の分割

 どんな三角形も4,9,16,・・・,n^2個に合同分割できることは当然だが,直角をはさむ辺の長さが1:nの直角三角形は,特別にn^2+1個 にも合同分割できる.たとえば,n=2すなわち

(1)辺の長さが1:2:√5の直角三角形は同形4つだけでなく,5つにも分割できる特殊な三角形(レプ5三角形)である.

 同様の特殊な三角形は,

(2)辺の長さが1:1:√2の直角三角形(45°,45°,90°の三角形,三角定規のひとつ)は同形4つだけでなく,2つの同形にも分割できる特殊な三角形(レプ2三角形)である.

(3)辺の長さが1:√3:2の直角三角形(30°,60°,90°の三角形,三角定規のひとつ)は同形4つだけでなく,3つの同形にも分割できる特殊な三角形(レプ3三角形)である.

 (2)はn=1の場合にあたるから,(3)は特別に特殊な三角形である.

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【2】直角三角錐の分割

 ここで取り上げる直角三角錐は

  P0(0,0,0)

  P1(1,0,0)

  P2(1,1,0)

  P3(1,1,1)

を4頂点とする四面体である.この多面体(terradron)にはいくつかのおもしろい性質がある.

 任意の三角形の3辺の中点を結ぶと,もとの三角形は合同な4つの三角形に分割される.新たに生じた三角形はもとの三角形と相似(相似比1:2)である.このように任意の三角形は自分自身と相似な4個の三角形に分けることができる.しかし,自分自身と相似な8個の三角錐(相似比1:2)に分けることができる三角錐は稀である.terradronは8個でもとの三角形と相似比1:2,27個で相似比1:3の三角錐にできる特殊な三角錐である.

 tetradronは2つの合同な5面体(pentadron)に分割できる.ゴールドバーグの論文によると2つの合同な5面体に分割ができる空間充填4面体はいくつか知られているが,pentadronは5種類ある平行多面体をすべて組み立てることができる特殊な5面体である.

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